Kliknij, aby pokazać więcej produktów.
Nie znaleziono żadnych produtów.
Najnowsze komentarze
RS485 Modbus - opis zacisków, podłączenie

RS485 Modbus - opis zacisków, podłączenie

PrzezJacek Gasztold 396 2025-08-14
Złącza RS485 Modbus RTU oznaczane są zwykle jako A i B, ale nie zawsze jest to jednoznaczne
Czytaj więcej
Symulator rezystancji (Pt100, NTC itp.) - co należy wiedzieć?

Symulator rezystancji (Pt100, NTC itp.) - co należy wiedzieć?

PrzezJacek Gasztold 395 2025-08-07
Jak dobrać symulator rezystancji do wejścia rezystancyjnego RTD w sterowniku PLC?
Czytaj więcej
Obliczenia parametrów linii podłączeniowej ATEX - przykład

Obliczenia parametrów linii podłączeniowej ATEX - przykład

PrzezJacek Gasztold 793 2025-03-19
Parametry iskrobezpieczne Li, Ci, Lo, Ci a maksymalna długość linii - o co w tym chodzi?
Czytaj więcej
Separator sygnału 4...20mA - na co zwrócić uwagę przy wyborze?

Separator sygnału 4...20mA - na co zwrócić uwagę przy wyborze?

PrzezJacek Gasztold 837 2025-03-05
Sygnał analogowy 4...20mA aktywny/pasywny? Wymagane zasilanie pętli? Dopuszczalna rezystancja obciążenia?
Czytaj więcej

Symulator rezystancji (Pt100, NTC itp.) - co należy wiedzieć?

Dodano2025-08-07 Przez 483
Symulator rezystancji (Pt100, NTC itp.) - co należy wiedzieć?
Jak dobrać symulator rezystancji do wejścia rezystancyjnego RTD w sterowniku PLC?

Co trzeba sprawdzić zamawiając symulator rezystancji? Czym się różni Symulator-R od SYM-R-MUX?


Symulator rezystancji - jakie parametry potrzeba zdefiniować przy składaniu zamówienia?

W automatyce przemysłowej używane są rozmaite sygnały analogowe. Najczęściej są to sygnały prądowe (0...20mA, 4...20mA) lub napięciowe (0...10V). Jeśli trzeba kontrolować temperaturę procesu używa się czujników termoparowych (np. termopara K) lub rezystancyjnych (np. Pt100), czasem NTC lub PTC. Zdarza się, że system musi podjąć decyzję np. o włączeniu chłodzenia na podstawie pomiaru swojego wejścia RTD (Resistance Temperature Detectors) a my informację o temperaturze procesu mamy dostępną np. tylko w postaci sygnału prądowego 4...20mA lub cyfrowo przez RS485 Modbus. Często również chcemy zabezpieczyć sterownik i nie podłączać do jego wejścia bezpośrednio czujnika Pt100, który może być narażony na uszkodzenia, zakłócenia bądź wyładowania atmosferyczne mogące uszkodzić sterownik.
W tych przypadkach warto zastosować symulator rezystancji typu Symulator-R, SYM-R-MUX lub odpowiednik w wykonaniu iskrobezpiecznym o poziomie zabezpieczenia obwodu wejściowego "ic" S2Ex-SYM-R.
Z powodu bardzo różnych potrzeb klientów, jeśli chodzi o zakres symulowanej rezystancji oraz prąd pomiarowy wystawiany przez wejście RTD, w celu zapewnienia optymalnej pracy urządzenia i maksymalnej dokładności, każdy symulator rezystancji produkcji LABOR-ASTER ma hardware ustawiany pod konkretne zamówienie.


Parametry, które należy zdefiniować przy zamawianiu:

  • Wejście: Jakim sygnałem sterowane będzie wyjście symulujące rezystancję? Czy będzie to sygnał analogowy prądowy 0/4...20mA, napięciowy 0...10V a może chodzi tylko o zapewnienie separacji galwanicznej między czujnikiem Pt100 a wejściem RTD sterownika? Wyjściem symulatora można sterować również za pomocą transmisji szeregowej RS485 Modbus. Port RS485 jest dostępny jako alternatywny sposób kontrolowania wyjścia symulatora rezystancji niezależnie od zrealizowanego wejścia analogowego symulatora.
  • Wyjście: W jakim zakresie (Rmin...Rmax) ma być możliwa symulacja rezystancji? Należy podać Rmin oraz Rmax pamiętając, że Rmin musi być większe niż 30Ω (jest to spowodowane rezystancją szeregowych elementów wewnątrz symulatora takich jak rezystor pomiarowy prądu wejścia RTD sterownika, bezpiecznik itp.). Do wartości Rmin...Rmax podanych w zamówieniu dobierany jest hardware obwodu wyjściowego.  Deklarowana klasa urządzenia wynosząca 0,1% określona jest w stosunku do Rmax. Oznacza to, że późniejsze korzystanie jedynie z dużo węższego podzakresu niż zakres zdefiniowany w zamówieniu obarczone będzie większym błędem niż byłoby to możliwe do zrealizowania przy poprawnie zdefiniowanym zakresie w zamówieniu.
    Przykład: przy zdefiniowaniu wyjścia jako 0....10kΩ deklarowana dokładność symulowanej rezystancji wynosić będzie 0,1%⋅10kΩ=10Ω. Ponadto realizacja zera będzie w rzeczywistości wartością ~30Ω. Korzystanie wówczas jedynie z zakresu np. 100...200Ω spowoduje realizację wyniku z dokładnością ±10Ω czyli 10% używanego zakresu (choć w rzeczywistości wychodzi to dużo lepiej) zamiast możliwą do osiągnięcia klasą 0,1%.
  • Prąd pomiarowy: Jakim prądem sterownik mierzy podłączaną, w tym przypadku symulowaną, rezystancję? Hardware wyjścia symulatora musi być ustawiony tak by był w stanie zmierzyć wartość prądu, na podstawie którego ustawiana jest wartość napięcia na zaciskach - symulując w ten sposób rezystancję zgodnie z prawem Ohma. Symulator zamówiony z prądem pomiarowym np. max 1mA nie będzie w stanie poprawnie pracować przy faktycznym prądzie 2mA, ponieważ będzie on poza jego zakresem dynamiki pomiarowej. Z kolei zamówienie symulatora definiując prąd z dużym zapasem (np. 5mA, a faktycznie płynącym 0,1mA) spowoduje utratę dokładności podobnie jak w przypadku podania zbyt dużej wartości Rmax.
    W tym przypadku symulator typu Symulator-R dalej będzie pracował poprawnie, ponieważ prąd podany w kodzie zamówieniowym jest maksymalnym mierzonym (mniejszy dalej będzie mierzony, a więc rezystancja będzie symulowana). 
    W przypadku symulatora typu SYM-R-MUX, ze względu na przystosowanie do pracy z impulsowym prądem pomiarowym, urządzenie będzie pracować poprawnie jedynie w zakresie ±30% prądu podanego w kodzie zamówieniowym - konieczne więc jest podanie prawdziwej wartości prądu wystawianego przez sterownik.
  • Nieliniowość: Ten parametr jest opcjonalny. Nie ma zastosowania w przypadku zamówienia symulatora rezystancji jedynie do pełnienia roli separatora (np. z wejściem Pt100 i wyjściem Pt100 czyli praca 1:1). Przy sterowaniu wyjściem za pomocą transmisji RS485 Modbus nie ma on również znaczenia, ponieważ w odpowiedni rejestr wpisuje się wartość rezystancji jaką chce się uzyskać na wyjściu - nie ma tu konwersji dwóch różnych standardów sygnałowych. Ten parametr może być istotny przy zamówieniu urządzenia w wersji symulacji wartości Pt100 za pomocą sygnału analogowego np. 4...20mA. Standardowo symulator realizuje na wyjściu rezystancję w sposób liniowy względem wysterowania. Wysterowanie jest pośrednim sygnałem o wartościach 0...10000 (0...100,00%). Do takiego zakresu normalizowany jest sygnał wejściowy (np. 4mA ⭢ 0, 12mA ⭢ 5000, 20mA ⭢ 10000). Czujnik Pt100 nie ma liniowej zależności rezystancji czujnika od mierzonej temperatury, ta charakterystyka jest krzywa. Symulator rezystancji ma dostępną 10-punktową tabelę, za pomocą której można wprowadzić żądaną krzywiznę (10-punktowa tabela aproksymacyjna nie jest dostępna w wersji SYM-R-MUX).
    Poniżej przykład dla wejścia 0…10V i czujnika Ni1000 -60…+200°C (co wg tabeli odpowiada rezystancji 695...2407Ω):

    a) Wyjście symuluje rezystancję liniowo względem sygnału wejściowego (standardowa wersja Symulatora-R). 

    Wejście [V]     

    Rezystancja [Ω]           

    Temperatura [°C]

    0

    695

    -60

    5

    (2407+695)/2=1551

    około 90

    10

    2407

    200

    b) Wyjście ma zaimplementowaną 10-punktową tablicę uzyskując krzywiznę charakterystyki podobną do faktycznej charakterystyki czujnika Ni1000

    Wejście [V]     

    Temperatura [°C]         

    Rezystancja [Ω]   

    0

    -60

    695

    5

    (200+60)/2=70

    1417

    10

    200

    2407

    Jak widać w tym przykładzie różnica w realizacji jest duża bo aż 20°C. Dla innego czujnika i zakresu może być pomijalna. Należy mieć to jednak na uwadze przy składaniu zamówienia mając świadomość co jest potrzebne w danej aplikacji. Często wartość rezystancji na temperaturę można przeliczyć już w samym sterowniku PLC.


Brak informacji o prądzie pomiarowym - co zrobić?

O ile zazwyczaj wiadomo jakim sygnałem chcemy sterować symulowaną rezystancję i w jakim zakresie ma się ona zmieniać, to często problemem jest zdefiniowanie prądu pomiarowego. Skąd wziąć tę wartość? Jak sprawdzić czy wystawiany prąd pomiarowy jest stały (Symulator-R będzie poprawnie pracował) czy impulsowy (Symulator-R nie będzie poprawnie pracował, należy zastosować SYM-R-MUX)?


1. Karta katalogowa urządzenia

Pierwszą rzeczą do sprawdzenia jest karta katalogowa urządzenia z wejściem do pomiaru rezystancji, którego chcemy użyć. Niestety nie wszyscy producenci podają ten parametr. Poniżej przykłady sterowników z wejściami RTD, których nasi klienci chcieli użyć.


Siemens Analog input module AI 4xRTD/TC typ 6ES7134-6JD00-0CA1:

W karcie katalogowej urządzenia podane są poniższe informacje. Prąd pomiarowy rezystancji wynosi 2mA. Mylące może być słowo "constant", bowiem odnosi się ono do stałej wartości prądu a nie do czasu jego trwania. Te wejścia RTD wystawiają impulsowo prąd pomiarowy 2mA przełączając go między sobą - zostało to zweryfikowane przez jednego z naszych klientów. Z tego powodu do wspólpracy z tym sterownikiem należy zastosować typ SYM-R-MUX.


Beckhoff Bus Terminal, 2-channel analog input, temperature, RTD (Pt100) typ KL3202:

W karcie katalogowej urządzenia podane są poniższe informacje. Prąd pomiarowy rezystancji wynosi 0,5mA. Brak informacji czy jest to krótki impuls prądowy o tej wartości. Aby uniknąć problemów na wszelki wypadek należy zastosować typ SYM-R-MUX.

EDIT: po skontaktowaniu się z producentem dostaliśmy informację, że prąd pomiarowy stale płynie w obwodzie podłączanego czujnika. Można więc zastosować Symulator-R.


EMKO Universal Input Process Indicator typ ESM-4900:

W karcie katalogowej urządzenia nie ma podanej wartości prądu mierzącego rezystancję podłączonego czujnika Pt100. Jeden z naszych klientów, chcąc zastosować nasz symulator rezystancji, przywiózł to urządzenie do nas do sprawdzenia pod kątem prądu pomiarowego. Pomiary wykazały, że na wejściu jest źródło prądowe o stałej wartości ~0,17mA. Klient zamówił 1 szt Symulatora-R do testowania po czym wziął kolejne 16 szt.


2. Pomiary

Zazwyczaj obwód wejściowy RTD jest źródłem prądowym (o stałej wartości prądu) lub źródłem napięciowym E z szeregowym rezystorem Rs (wówczas wartość prądu zmienia się w zależności od podłączanej rezystancji).

Jeśli w karcie katalogowej brakuje informacji o prądzie pomiarowym próbkującym rezystancję, można dokonać jego pomiarów prostym multimetrem.

Jeśli podczas dokonywania poniższych pomiarów woltomierz/amperomierz wskazuje wartości bliskie zeru, prawdopodobnie oznacza to, że dane wejście RTD wystawia impulsowy prąd pomiarowy (którego multimetr nie potrafi zmierzyć i uśrednia do do zera). W tej sytuacji pozostaje dokonać jedynie poniższych pomiarów napięcia za pomocą sondy podłączone do oscyloskopu.

  • Zwarcie amperomierzem

    Wejście RTD można zewrzeć amperomierzem w sposób bezpieczny. Z punkt widzenia wejścia podłączona zostaje w ten sposób mała rezystancja (ułamki Ohma bocznika amperomierza), więc nie spowoduje to żadnego uszkodzenia. Jeśli mamy pewność, że wejście pomiarowe jest źródłem prądowym to taki pomiar jest wystarczający dając wartość Imax. Jeśl tej pewności nie ma to dobrze jest wykonać kolejne pomiary.

  • Napięcie na rozwartych zaciskach

    Odłączyć przewody od wejścia RTD i zmierzyć woltomierzem napięcie na zaciskach. Otrzymamy wartość E, dzięki której będziemy mogli zabezpieczyć wyjście symulatora na odpowiednią wartość.

  • Napięcie na przykładowej rezystancji

    Podłączyć do wejścia RTD rezystancję o znanej wartości Rx (lub np. czujnik Pt100 o znanej temperaturze - wówczas wartość rezystancji odczytamy z tabeli charakterystyki tego czujnika) i zmierzyć woltomierzem napięcie na tej rezystancji. Ten pomiar pozwoli potwierdzić poprawność poprzednich pomiarów. Jeśli wejście pomiarowe jest źródłem prądowym woltomierz wskaże U=Rx⋅Imax. Jeśli obwód jest źródłem napięciowym E z szeregowym rezystorem Rs otrzymamy równanie U=E⋅Rx/(Rx+Rs), z którego poznamy wartość Rs. Pozwoli nam to dostosować Symulator-R do współpracy z danym wejściem RTD i mieć pewność, że nie będzie kłopotów z poprawną pracą.


Symulator-R a SYM-R-MUX - czym się różnią i który wybrać?

Zarówno Symulator-R jak i SYM-R-MUX na swoim wyjściu symulują rezystancję ze zdefiniowanego w zamówieniu zakresu Rmin...Rmax. Każde ma swoje ograniczenia, od których zależy poprawność pracy w danej aplikacji.

  • Zakres prądu pomiarowego

    Przy zamówieniu obu symulatorów należy podać wartość prądu pomiarowego Imax. Jednak dla każdego typu ta wartość oznacza co innego.

    Symulator-R będzie pracował z dowolnym prądem ≤ Imax (oczywiście na etapie uruchomienia urządzenia Imax ustawiane jest z pewnym marginesem).

    Natomiast SYM-R-MUX będzie pracował poprawnie z prądem Imax ± 30%. Bierze się to z jego przystosowania do pracy przerywanym prądem pomiarowym - spadek prądu o 30% względem zdefiniowanej wartości Imax interpretowany jest jako koniec impulsu prąd co powoduje zatrzaśnięcie ustalonej wartości rezystancji.

  • Tabela 10-punktowej aproksymacji charakterystyki

    Symulatory rezystancji, jak sama nazwa wskazuje, symulują rezystancję. Dokonują liniowej konweresji sygnału wejściowego (np. 4...20mA) na sygnał wyjściowy Rmin...Rmax. Natomiast rezystancyjne czujniki temperatury typu Pt100, Ni100, NTC, PTC itp. mają nieliniową charakterystykę rezystacji od temperatury. Jeśli więc chce się za pomocą sygnału 4...20mA liniowo symulować temperaturę (a nie rezystancję) można skorzystać z 10-punktowej tabeli wprowadzając odpowiednie współczynniki skrzywiające charakterystykę tak by odpowiadała charakterystyce np. Pt100 lub NTC10k.

    Taka funkcja tabeli jest dostępna w Symulatorze-R, natomiast nie jest dostępna w SYM-R-MUX (ze względu na wymaganą szybkość działania tego symulatora przy pracy z impulsowym prądem pomiarowym).

  • Maksymalne napięcie wyjściowe

    Symulator rezystancji działa na zasadzie prawa Ohma - mierzy prąd pomiarowy Ip, na podstawie sterującego sygnału wejściowego zna wartość Rx jaką powinien zrealizować, więc wystawia napięcie Ux=Ip⋅Rx, które jest mierzone przez wejście RTD sterownika PLC.

    Symulator-R nie ma ograniczeń napięcia Ux, nastomiast SYM-R-MUX potrafi zrealizować jedynie Ux ≤ 2,4V. Przy symulowaniu czujnika Pt100 nie jest to problemem, ponieważ typowo czujniki te mierzy się prądem ≤2mA (aby prąd pomiarowy nie podgrzewał dodatkowo czujnika) a maksymalna rezystancja czujnika wynosi 390,48Ω co daje Ux poniżej 1V. Jeżeli natomiast chce się symulować rezystancję o większych wartościach to należy zweryfikować prąd pomiarowy swojego wejścia i sprawdzić ten warunek napięciowy.


Powielacz czujnika Pt100

Często dostajemy zapytania o powielacz czujnika Pt100. W takich sytuacjach najczęściej na obiekcie jest funkcjonujący stary układ pomiarowy składający się z czujnika Pt100 mierzonego przez jakiś sterownik. Obiekt jest modernizowany i trzeba wprowadzić informację o tej temperaturze do drugiego nowo zainstalowanego sterownika nie ingerując za bardzo w istniejący układ.

Nie posiadamy w ofercie urządzenia, które zmierzyłoby istniejący czujnik i wysterowało dwa wyjścia Pt100 na tę samą wartość. Możemy natomiast zaoferować dwa symulatory (Symulator-R lub SYM-R-MUX), które zapewnią tę funkcjonalność.

Należy w ten stary istniejący obwód wciąć się szeregowo jednym symulatorem rezystancji. Do jego wejścia podłączyć czujnik Pt100 i na swoim wyjściu zrealizuje on 1:1 taką samą rezystancję zapewniając poprawne działanie starego sterownika. Drugi symulator nalezy podłączyć z pierwszym za pomocą linii RS485. W drugim symulatorze ustawić kontrolę symulowanego wyjścia nie na podstawie sygnału wejściowego, lecz na podstawie wartości odczytanych z odpowiedniego rejestru pierwszego symulatora przez Modbus RTU. Dzięki temu otrzymamy drugie odseparowane wyjście symulujące Pt100 dokładnie w ten sam sposób.

Produkty powiązane

863,00 zł
Symulator repetytor izolator rezystancji, czujnika temperatury np. Pt100, cyfrowy rezystor dekada, wymagany stały (co najmniej 2 sekundy) prąd pomiarowy symulowanej rezystancji

863,00 zł
Symulator repetytor izolator rezystancji, czunika temperatury np. Pt100, przystosowany do multipleksowanego prądu pomiarowego symulowanej rezystancji

935,00 zł
Symulator rezystancji, w tym czujników temperatury np. Pt100, z obwodem iskrobezpiecznym do współpracy ze strefą zagrożoną
Zostaw komentarz
Zostaw odpowiedź

Menu